汽轮机组热力试验采集与性能计算通用软件开发

摘要

汽轮机组热力性能试验是评价机组运行经济性能的重要手段，随着计算机应用的发展，先进的数据采集系统和性能分析软件越来越多的应用在热力试验中。然而由于汽轮机组的复杂性和多样性，试验过程和性能计算都非常复杂，目前的很多试验性能计算软件往往不够通用，为试验过程带来很大不便。
　　 论文总结以往经验，设计开发了热力试验采集和性能计算通用软件。性能计算软件采用组态建模方式，根据性能计算模型设计包含不同设备的设备模块库和不同计算功能的计算功能模块库，每个功能模块在系统界面上用一个形象的外观图形表示。论文主要完成了以下几个方面的工作：
　　 （1）通过对不同类型的热力系统进行分析，采用基于流的模块化设计，为热力系统进行模块化划分，得出基础设备模块库。基础设备模块库主要包括以下模块：高压缸、中压缸、低压缸、＃1～＃3高加、除氧器、＃5～＃8低加、轴封调节器、轴封冷却器、均压联箱、给水泵、汽动泵、凝汽器、锅炉等。
　　 （2）运用Simulink对机组性能模型和设备模型进行计算仿真，分析仿真过程、结果，对计算功能模块进行划分，得出计算功能模块库。
　　 （3）针对热力系统性能试验要求，完成热力试验数据采集平台设计。采集设备选用基于485通信网络的台湾研华公司ADAM-4000系列数据采集模块以及泓格公司I-7000系列数据采集模块。系统软件通过网口、串口、USB口、893网络通信接口等方式连接分布式I/O模块或设备，对试验测点数据进行实时采集，并存入Access数据库中。
　　 （4）完成系统软件的整体设计，主要包括数据采集处理、测点配置、图形组态、算法组态、实时数据列表监视、试验记录管理等。
　　 系统软件采用图形化界面，进行试验时试验人员根据机组实际构造，调用模块库中的功能模块进行连接就能组建成相应的热力系统，完成机组性能计算。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究动态

1.2.1 热力系统主要分析方法

1.2.2 热力试验数据采集系统研究现状

1.2.3 热力系统计算软件研究现状

1.2.4 课题研究难点

1.3 课题研究内容

第二章 汽轮机组热力性能试验计算基本方法

2.1 机组性能经济性指标

2.1.1 热耗率

2.1.2 汽轮发电机组效率

2.1.3 汽轮机缸的效率

2.1.4 厂用电率

2.1.5 煤耗率

2.2 热力试验典型局部定量计算

2.2.1 喷嘴流量计算公式

2.2.2 系统不明泄漏量计算

2.2.3 给水泵及小汽机计算

2.2.4 除氧器水量变化计算

2.2.5 凝汽器水量变化计算

2.3 机组热力试验基本计算流程

2.4 低压缸抽汽和排汽焓计算

2.5 试验结果的修正

2.6 本章小结

第三章 热力性能仿真计算与功能模块库设计

3.1 基于工质流的设备功能模块划分

3.1.1 模块化建模的优点

3.1.2 基于工质流的设计思想

3.1.3 热力系统模块划分方法和依据

3.1.4 热力系统模块划分与设计

3.2 组态计算功能模块划分必要性

3.3 性能计算Simulink仿真

3.3.1 Simulink简介

3.3.2 使用Simulink进行计算仿真

3.3.3 Simulink仿真中迭代计算的实现和自定义函数

3.4 组态功能模块划分

3.5 计算功能模块内部算法实现

3.6 水和水蒸汽性质计算功能模块

3.6.1 水和水蒸汽性质计算

3.6.2 IAPWS-IF97公式的计算模型

3.6.3 水和水蒸汽计算模块实现与动态链接库dll

3.7 计算功能模块实现及程序框架

3.7.1 程序主要框架

3.7.2 图元类库基类CDrawObj属性、方法

3.7.3 功能模块对象存储设计

3.7.4 计算功能模块图元创建消息循环

3.8 程序部分特殊细节实现

3.8.1 功能模块图元的句柄、端口

3.8.2 程序实现运行结果实时刷新

3.8.3 程序实现分页

3.8.4 实时显现模块参数列表

3.9 本章小结

第四章 热力试验数据采集平台设计

4.1 数据采集与数据采集系统的任务

4.2 数据采集系统原理

4.3 热力试验数据采集特点及测点布置

4.4 数据采集硬件选择与平台实现

4.4.1 数据采集系统硬件选择

4.4.2 数据采集平台实现

4.5 数据采集平台软件设计

4.5.1 数据采集模块设置

4.5.2 数据采集模块与主机通信协议

4.5.3 多线程数据采集设计

4.5.4 数据采集模块与主机通信流程

4.6 本章小结

第五章 热力试验数据采集与性能计算通用软件设计

5.1 面向对象设计方法

5.2 系统总体设计思想和目标

5.3 系统软件组成

5.4 软件实现功能

5.5 热力系统组态环境

5.6 软件运行流程

5.7 软件系统开发工具选择

5.8 本章小结

第六章 结论及展望

鸣谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况